Ajustabilidad de la velocidad de giro

Circuito de conmutación PMOS

Un interruptor SPST conecta HB1 y HB2, para controlar una lámpara conectada a HB OUT. Estoy buscando modificar este circuito para hacer que la velocidad de giro sea ajustable al cambiar la salida a VCC (alrededor de 12V). Me gustaría poder controlar la velocidad de respuesta con un controlador como Arduino o Rasperry Pi.

La velocidad de respuesta parece verse afectada en gran medida por C1. Encontré algunos potenciómetros controlados digitalmente como este: https://www.sparkfun.com/products/10613 , pero no parece haber condensadores controlados digitalmente.

También he estado buscando agregar circuitos como este diseño de amplificador operacional de TI para controlar la velocidad de respuesta: http://www.ti.com/tool/TIPD140#0

Soy un principiante en lo que respecta a la electrónica, por lo que agradecería enormemente cualquier sugerencia / idea.

Me da 2 razones por las cuales y valores para los criterios de aceptación.
¿Qué tipo de lámpara? ¿Qué tipo de "velocidad de respuesta"? Probablemente deberías estar usando PWM. Ejecutar el MOSFET lineal es difícil.
¿Es esto para reducir el pico actual o qué?
Hola, Tony, quiero reducir la velocidad de giro para que sea más fácil para los ojos cuando se enciende la lámpara. Lo que más me preocupa es la velocidad de giro del voltaje en HB OUT. ¿Qué tipo de valores estás buscando aquí?

Respuestas (2)

La conducción del MOSFET está controlada por su carga total de puerta q gramo : operar un MOSFET es equivalente a cargar y descargar su capacitancia de puerta, llevándolo desde su estado "APAGADO" (conducción cero entre los electrodos de drenaje y fuente y q gramo = 0 ) a su estado "ON" (conducción completa entre los electrodos de puerta y fuente y q gramo = q gramo máximo ) Y a la inversa. El proceso es exactamente la carga de un capacitor (no lineal): si desea controlar la "velocidad" de la transición entre estos estados de conducción, la forma más sencilla es controlar la corriente de carga. Mirando su circuito, la mejor manera es quizás cambiar su interruptor de entrada saturado q 2 con un espejo de corriente "amplificador" adecuadamente controlado: la corriente que carga la puerta es controlada por el potenciómetro PAG T 1 , que puede ser digital.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

notas

  • Mediante el uso de este circuito, puede controlar la velocidad de carga de la puerta de q 1 sin variar su capacitancia de puerta (es decir, sin cambiar C 1 ). Bajar el valor de PAG T 1 sube el I C 2 corriente que a su vez eleva la I C 3 corriente (el factor amplificador es una función de los valores de R mi 1 y R mi 2 ) y reduce el tiempo de carga de la puerta de q 1 , reduciendo el tiempo de subida de su salida. Por el contrario, al aumentar el valor de PAG T 1 reducir el tiempo de subida de salida.
  • Por supuesto, puede diseñar un mejor circuito de carga de compuerta controlado por corriente que el que propuse, pero este último puede diseñarse para que sea muy rápido, si es necesario.

Nueva edición

Una relación entre la corriente de entrada I i norte desde el H B 1 interruptor y el I C 3 corriente de descarga en función de las resistencias R mi 1 y R mi 2 que se puede deducir de las propiedades del circuito del transistor de unión bipolar es el siguiente:

I C 2 h F mi ( h F mi + 1 ) R mi 2 R mi 3 + 1 I i norte
dónde

  • h F mi es la ganancia actual de q 2 y q 3 (se supone que es el mismo).
  • I i norte = V i norte V B mi 1 R mi 2 + R mi 3 V i norte R mi 2 + R mi 3
De nada. Si te gusta, por favor considera aceptarlo.
Hola Daniele, ¿cómo debo elegir los valores para RE2 y RE3?
Peter, podré escribir algo al respecto solo esta noche, ya que estoy trabajando ahora. Sin embargo, el circuito es una variante del espejo de corriente de Widlar: si sabe cómo diseñar ese circuito y no puede esperar hasta mañana, puede intentar encontrar una solución.
Hola Daniele, está bien, estoy familiarizado con el circuito de Widlar, veré si llego a algún lado con eso. De nuevo, gracias por tu ayuda.
Peter, no tuve tiempo ayer: sin embargo, por la tarde editaré agregando una solución al problema. Mañana intentaré escribir uno completo.

¡No creo que HB1 se use para problemas de conmutación, ya que el voltaje en HB1 está en vcc a menos que el fusible F1 se derrita! Por lo tanto , HB1 es un puerto de entrada para detectar si el fusible se ha ido .

El HB2 se utiliza para encender y apagar el transistor p-MOS Q1 a través de Q2 . La velocidad de giro positiva se puede ajustar mediante R3 y C3 , mientras que la velocidad de giro negativa durante el apagado se ajusta mediante R1 y C1 . ¡Pero si está utilizando un controlador, asegúrese de que los puertos puedan entregar la corriente!

Esta configuración de circuito también garantiza que el interruptor se apague de forma segura mientras se enciende, ¡lo cual es imprescindible en la mayoría de las aplicaciones!

Por cierto: no creo que sea inteligente usar el Q2 como un npn, mejor usa un NMOS en su lugar.

NOTA :

Las velocidades de giro en los interruptores no son el mismo problema que las velocidades de giro en los amplificadores operacionales.

¡En su diseño, debe agregar una resistencia de entrada en serie a HB1 por razones de seguridad!

Hola abu_bua, gracias por tu respuesta. ¿Por qué crees que es mejor usar un NMOS?
Porque puede dibujar la puerta a vss, mientras que con un bjt siempre tiene un voltaje de saturación de ~ 200 mV. Eso significa que Ron estará un poco mejor. En segundo lugar, es más fácil hacer velocidades de cambio simétricas.
Este circuito utiliza conmutación de lado alto, por lo que hacer que Q1 sea un transistor NMOS o NPN es una muy mala idea. Terminará con un seguidor de fuente y el voltaje en HB_OUT nunca superará V C C V T H norte .
@Elliot: ¡Q1 es un transitor npn!
¿Estamos ante el mismo esquema? Q1 tiene terminales marcadas como G, S y D. Q1 tiene el símbolo de un transistor MOS en modo mejorado. Su segunda oración dice "el p-MOS Transistor Q1". Q1 ciertamente no es un transistor NPN.
Lo siento, quise decir Q2 en lugar de Q1. Entonces Q2 debe cambiarse de npn a NMOS. Lo he corregido en mi publicación.